Flujo de agua en el suelo bajo condiciones de simetría radial. Contraste entre modelos

Autores/as

DOI:

https://doi.org/10.4995/ia.2023.19290

Palabras clave:

ecuación de Darcy, simetría esférica, modelo analítico, riego por goteo, fuente cuasi-puntual

Resumen

En este artículo se presenta una revisión de algunos modelos analíticos y modelos analíticos simplificados existentes en la bibliografía para la evolución del frente de avance del flujo de agua en el suelo bajo condiciones de riego por goteo superficial y con simetría esférica, es decir, asumiendo condiciones de suelo homogéneo e isótropo, ausencia del efecto gravitatorio y sin acumulación de agua en la superficie. Además, se propone un nuevo modelo analítico para la evolución del bulbo, en base a simplificaciones asumibles en condiciones de contorno de riego por goteo superficial, que ha sido deducido a partir de la combinación entre la ecuación de Darcy y la ecuación de continuidad del flujo desde una fuente cuasi-puntual en superficie. Al final del artículo se presenta un contraste entre todos los modelos analíticos mencionados en este trabajo y resultados de simulación que fueron obtenidos a través de un modelo numérico de elaboración propia, validado y presentado en publicaciones previas.

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Biografía del autor/a

Ángel del Vigo, Camilo José Cela University

Instituto CAI-Lab. Facultad de Tecnología y Ciencia

Citas

Ben Yosef, B., Sheikholslami, M.R. 1976. Distribution of water and ions in soils irrigated and fertilized from a trickle source. Soil. Sci. Soc. Am. J., 40, 575-582. https://doi.org/10.2136/sssaj1976.03615995004000040033x

Ben Asher, J., Charach, Ch., Zemel, A. 1986. Infiltration and water extraction from trickle source: the effective hemisphere model. Soil Sci Soc Am J., 50, 882-887. https://doi.org/10.2136/sssaj1986.03615995005000040010x

Brandt, A., Bresler, E., Diner, N., Ben-Asher, J., Heller, J., Goldberg, D. 1971. Infiltration from trickle source: I. mathematical model. Soil Sci Soc Am Proc., 35, 675-682. https://doi.org/10.2136/sssaj1971.03615995003500050018x

Buckingham, E. 1907. Studies on the movement of soil moisture. Bull. 38. U.S. Dept.of Agr.Bureau of soils, Washington, D.C.

Carnahan, B. 1979. Cálculo numérico. Métodos y aplicaciones. Rueda ed. Madrid.

Chu, S.T. 1994. Green-Ampt analysis of wetting patterns for surface emitters. J. Irrig. Drain E., 120(2), 414-421. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(1994)120:2(414)

Clothier, B.E., Scotter, D.R. 1982. Constant-flux infiltration from a hemispherical cavity. Soil. Sci. Soc. Am. J., 46, 696-700. https://doi.org/10.2136/sssaj1982.03615995004600040006x

Darcy, H. 1856. Les fontaines publiques de la ville de Dijon. Dalmont, Paris.

del Vigo, Á. 2020. Simulación del flujo del agua en el suelo en riego por goteo superficial, soluciones analíticas aproximadas, caracterización del suelo y diseño de los riegos. Tesis doctoral, Universidad Politécnica de Madrid. Madrid. https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.63840

del Vigo, Á., Zubelzu, S., Juana, L. 2019a. Algoritmo para la resolución de la ecuación de Richards en 3-D para riego por goteo: Método, validación y resultados preliminares. XXXVII Congreso Nacional de Riegos. Don Benito. Spain. https://doi.org/10.17398/AERYD.2019.A06

del Vigo, Á., Zubelzu, S., Juana, L. 2019b. Study of water infiltration in soil by Richards equations in 3D: summary and methodology validation. 11th World Congress on Water Resources and Environment. Madrid. Spain. http://ewra.net/pages/EWRA2019_Proceedings.pdf

del Vigo, Á., Zubelzu, S., Juana, L. 2019c. Soluciones analíticas aproximadas bajo hipótesis de Green-Ampt desde fuentes semiesférica y circular en superficie. Jornadas Ingeniería del Agua (J.I.A). Toledo. Spain. https://oa.upm.es/65070/1/INVE_MEM_2019_324240.pdf

del Vigo, Á., Zubelzu, S., Juana, L. 2020. Numerical routine for soil dynamics from trickle irrigation. Applied Mathematical Modeling, 83, 371-385. https://doi.org/10.1016/j.apm.2020.01.058

del Vigo, Á., Zubelzu, S., Juana, L. 2021. Infiltration models and soil characterization for hemispherical and disc sources based on Green-Ampt assumptions. Journal of Hydrology, 595, 1259-1266. https://doi.org/10.1016/j.jhydrol.2021.125966

del Vigo, Á., Colimba, J., Juana, L., Rodriguez-Sinobas, L. 2023a. Numerical model for the simulation of soil water flow under root-absorption conditions. Application to tomato plant crop. Irrigation Sciences, 41, 141-154. https://doi.org/10.1007/s00271-022-00806-x

del Vigo, Á., Zubelzu, S., Juana, L. 2023b. Radio máximo de la zona saturada en superficie bajo riego por goteo a caudal constante. Modelos analítico y empírico. Ingeniería del Agua, 27(2), 111-124. https://doi.org/10.4995/ia.2023.19328

Gardner, W.R. 1958. Some steady-state solutions of the unsaturated moisture flow equation with application to evaporation from a water table. Soil Sci., 85, 228. https://doi.org/10.1097/00010694-195804000-00006

Green, W.H., Ampt G.A. 1911. Studies in soil physic I: the flow of air and water through soils. Journal of Agricultural Science, 4, 1. https://doi.org/10.1017/S0021859600001441

Mualem,Y. 1976. A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media. Water Resource Journal, 12, 513. https://doi.org/10.1029/WR012i003p00513

Neuman, S.P. 1976. Wetting front pressure head in the infiltration model of Green and Ampt. Water Resources Research, 12, 564-565. https://doi.org/10.1029/WR012i003p00564

Philip, J.R. 1984. Travel times from buried and surface infiltration point sources. Water Resources Research, 20(7), 990-994. https://doi.org/10.1029/WR020i007p00990

Raats, P.A.C. 1971. Steady infiltration from point sources, cavities and basins. Soil Sci. Soc. Am. Proc., 35, 689-694. https://doi.org/10.2136/sssaj1971.03615995003500050020x

Rawls, W.J., Brakensiek, D.L., Soni, B. 1983. Agricultural management effects on soil water process. Part I: Soil water retention and Green and Ampt infiltration parameters. Trans. Amer. Soc. Agric. Engrs., 26(6), 1747-1752. https://doi.org/10.13031/2013.33837

Richards, L.A. 1931. Capillary conduction of liquids in porous medium. Journal of Applied Physics, 1, 318-333. https://doi.org/10.1063/1.1745010

Roth, R.L. 1974. Soil moisture distribution and wetting pattern from a point source. In Proceedings of 2nd international drip irrigation congress. California. EEUU. 246–251

Šimůnek, J., van Genuchten, M., Šejna, M. 2006. The HYDRUS Software Package for Simulating the Two- and Three-Dimensional Movement of Water, Heat, and Multiple Solutes in Variably-Saturated Media, Technical Manual Version 1.0. University of California Riverside. Riverside, CA, 3PC. Progress, Prague. Czech Republic.

Taghavi, S.A., Marino, M.A., Rolston D.E. 1984. Infiltration from trickle irrigation source. J. Irrig. Drain Eng. Eng. ASCE, 110(4), 331-341. https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(1984)110:4(331)

Warrick, A.W. 1974. Time-dependent linearized infiltration: I. Point source. Soil Sci. Soc. Amer. Proc., 34, 383. https://doi.org/10.2136/sssaj1974.03615995003800030008x

Warrick, A.W. y Lomen, D.O. 1976. Time-dependent linearized infiltration: III. Strip and disc sources. Soil Sci. Soc. Amer. Proc., 40, 639-643. https://doi.org/10.2136/sssaj1976.03615995004000050014x

Wooding, R.A. 1968. Steady infiltration from a shallow circular pond. Water Resources Research, 4, 1259-1273. https://doi.org/10.1029/WR004i006p01259

Descargas

Publicado

2023-07-28

Cómo citar

del Vigo, Ángel. (2023). Flujo de agua en el suelo bajo condiciones de simetría radial. Contraste entre modelos. Ingeniería Del Agua, 27(3), 169–181. https://doi.org/10.4995/ia.2023.19290

Número

Sección

Artículos